耳蝸電圖對耳蝸傳入突觸病變診斷意義的探討

夏紅艷趙立東

1中國人民解放軍總醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科醫(yī)學(xué)部；國家耳鼻咽喉疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心；解放軍耳鼻咽喉研究所；聾病教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；聾病防治北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（北京 100853）

2浙江中醫(yī)藥大學(xué)（杭州 310053）

耳蝸傳入突觸（cochlear afferent synaptopathy,CAS）主要是指耳蝸內(nèi)毛細(xì)胞（inner hair cell,IHC）與 I型螺旋神經(jīng)節(jié)(spiral ganglion neurons，SGNs)周圍樹突之間的帶狀突觸。此突觸的病理改變使得與之相連的聽神經(jīng)纖維無法興奮，該病變被稱為CAS病變[1]。臨床上，CAS病變可表現(xiàn)為聽神經(jīng)?。╝uditory neuropathy,AN）、隱性聽力損失（hidden hearing loss,HHL）、耳蝸死區(qū)病等。AN的命名是Starr[2]于1996年首次提出，其臨床表現(xiàn)為言語識別率與純音聽閾不成比例地嚴(yán)重下降，聽性腦干反應(yīng)（auditory brainstem response,ABR）缺失或嚴(yán)重異常而耳聲發(fā)射（otoacoustic emissions,OAE）正常。此后的研究表明，AN的產(chǎn)生是由于IHC、IHC與SGNs之間的突觸、SGNs這三個(gè)環(huán)節(jié)中的一個(gè)或多個(gè)部位病變[3]。Schaette和McAipine在2011年首次提及HHL[4]。HHL是一種閾上聽覺感知功能缺陷，臨床表現(xiàn)為常規(guī)純音聽閾在正常范圍，但患者在噪聲環(huán)境下存在言語識別困難[5]。然而目前尚未確立可明確診斷HHL的檢查方法。此外，在助聽器領(lǐng)域，Moore等[6]發(fā)現(xiàn)部分耳聾患者佩戴助聽器后言語理解力仍然較差，由此提出“耳蝸死區(qū)”的概念。目前，除AN可通過ABR和OAE這兩種客觀檢查方法來明確診斷疾病外，HHL以及耳蝸死區(qū)病主要依據(jù)主觀檢查如言語識別率等，尚無明確可用于此類疾病診斷的客觀方法。有研究報(bào)道通過ABR、耳蝸電圖（electrocochleography,ECochG）等客觀檢查可早期發(fā)現(xiàn)CAS病變[7]。本文就ECochG對CAS病變診斷意義進(jìn)行綜述，為耳蝸病變的診斷和精準(zhǔn)治療提供依據(jù)。

1 CAS結(jié)構(gòu)

CAS主要由IHC與I型SGNs樹突構(gòu)成，每個(gè)SGN僅與一個(gè)IHC形成突觸連接而每個(gè)IHC可與多個(gè)SGNs形成突觸連接[8]。最近，突破性的單細(xì)胞RNA測序研究發(fā)現(xiàn)，I型SGNs可細(xì)分為三個(gè)亞型，即1a、1b、1c，可能分別對應(yīng)于高、中、低三種不同的自發(fā)放電率，并且低自發(fā)放電率高閾值的SGNs最易受到損傷[9]。

2 ECochG各種電位的來源和特點(diǎn)

ECochG是在耳蝸周圍通過近場記錄得到的一組電位，包含三個(gè)主要成分：耳蝸微音電位（cochlear microphonics,CM）、總和電位（summating potential,SP）、聽神經(jīng)復(fù)合動(dòng)作電位（compound action potential,CAP）[10]。

CM是起源于毛細(xì)胞換能過程的感受器電位，其中80-85%來源于外毛細(xì)胞（outer hair cell，OHC），15-20%來源于IHC[11]。CM具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）忠實(shí)復(fù)制刺激聲的聲學(xué)波形，CM隨聲波相位發(fā)生相應(yīng)的變化；（2）發(fā)生在聽神經(jīng)活動(dòng)之前，具有無潛伏期的特點(diǎn)；（3）具有個(gè)體差異性：在群體間CM的振幅差異較大，但個(gè)體自身兩耳間的差異較小；（4）具有非線性變化的特點(diǎn)：在低聲強(qiáng)度（0-70dB SPL）刺激時(shí)，CM幅度隨聲強(qiáng)增加呈線性增加，但在高聲強(qiáng)度（80-110dB SPL）刺激時(shí)，CM幅度呈現(xiàn)出非線性特點(diǎn)；當(dāng)OHC的功能完好時(shí)，CM的輸入/輸出（input/output，I/O）曲線也表現(xiàn)出非線性特點(diǎn)，而當(dāng)OHC損傷時(shí)，CM的I/O曲線會(huì)呈線性特點(diǎn)；（5）CM振幅與年齡也有一定的相關(guān)性：聽力正常人群中，年齡越小，CM振幅越大[12]。

SP是耳蝸毛細(xì)胞的感受器電位，是感受器細(xì)胞直流響應(yīng)的反應(yīng)。Davis[13]曾提出SP是耳蝸內(nèi)不同非線性機(jī)制的多種成分反應(yīng)的總和，而實(shí)際上在中階記錄到的SP為+SP和-SP的代數(shù)和。-SP主要來源于IHC，+SP主要來源于OHC[14]。SP具有以下特點(diǎn)：（1）具有無不應(yīng)期，無疲勞現(xiàn)象和潛伏期；（2）沒有真正的閾值，且在高聲強(qiáng)度下才能誘發(fā)出來，給聲強(qiáng)度越大，SP幅度越大，但其仍然具有非線性的特點(diǎn)；（3）具有較好的頻率選擇性，各個(gè)頻率的短純音均能誘發(fā)出SP；（4）與CM不同，SP不復(fù)制聲學(xué)波形特點(diǎn)；（5）+SP和-SP具有互相轉(zhuǎn)換的特點(diǎn)。

CAP是數(shù)以千計(jì)的單個(gè)聽神經(jīng)纖維動(dòng)作電位（action potential,AP）的總和，它代表IHC、IHC下突觸連接及突觸后膜3個(gè)環(huán)節(jié)的功能，而AP則來源于突觸后膜即傳入樹突去極化的過程。CAP在人體ECochG記錄中常表現(xiàn)為潛伏期1.5ms左右的一組電位，包括N1、N2、N3，并且始終表現(xiàn)為負(fù)性，不隨刺激相位的變化而變化。CAP具有以下特點(diǎn)（1）符合“全或無”定律，即閾下的刺激都不能誘發(fā)出CAP，而對于閾上的刺激都能產(chǎn)生一定的AP；（2）CAP幅度與刺激強(qiáng)度呈特定的非線性關(guān)系，刺激聲強(qiáng)越大，幅度越大，潛伏期越短；（3）CAP具有真正的閾值，與SP不同，其可以比較真實(shí)地反應(yīng)耳蝸的功能；（4）瞬態(tài)特性好的短聲引出的CAP最佳[15]。

3 ECochG在耳蝸突觸病變中的表現(xiàn)特點(diǎn)及診斷意義

3.1 AN

如何應(yīng)用聽覺生理學(xué)檢測方法精準(zhǔn)定位AN的病變部位一直是臨床研究的焦點(diǎn)。OAE聯(lián)合ABR是目前診斷AN的主要檢查方法，但確定AN的確切病變部位目前仍比較困難[16]。史偉等通過高強(qiáng)度下交替短聲誘發(fā)的ABR波形相減法來提取CM波，觀察了A組（ABR缺失、CM引出、DPOAE引出）、B組（ABR缺失、CM引出、DPOAE未引出）和正常對照組3組小兒CM振幅，并且做了CM的I/O曲線，發(fā)現(xiàn)A組患兒的振幅以及CM的I/O曲線均與正常對照組相似，呈非線性特點(diǎn)，而B組患兒不但CM幅度下降，而且I/O曲線也呈線性特點(diǎn)，提示CM有助于AN的診斷以及判斷病變的部位：當(dāng)CM的I/O曲線呈非線性時(shí)，AN發(fā)病部位可能在IHC、IHC下突觸連接、突觸后這三個(gè)環(huán)節(jié)中的任何一個(gè)或多個(gè)，而當(dāng)CM的I/O曲線呈線性時(shí)，此時(shí)IHC正常，AN發(fā)病部位可能在IHC下突觸連接或突觸后[17]。

此外，也有學(xué)者通過探討ECochG中的-SP幅值及-SP/AP比值之間的關(guān)系等來探究其在確定AN病變部位中的應(yīng)用價(jià)值。Lu Y等[18]的研究發(fā)現(xiàn)，AN組SP幅度明顯升高，CAP的N1波明顯下降，普通的感音神經(jīng)性耳聾患者的-SP/AP在0.4-1，而本文的研究結(jié)果顯示AN組-SP/AP＞1，提示-SP/AP＞1的原因除了CAP幅度的下降以外，主要還在于AN患者-SP絕對幅度的升高，這一表現(xiàn)可能與AN患者耳蝸傳入神經(jīng)非同步化有關(guān)，與Davis提出SP是耳蝸內(nèi)不同非線性機(jī)制多種成分反應(yīng)的總和的理論相一致。

OTOF基因是第一個(gè)確定的與AN相關(guān)的基因，其編碼的otoferlin蛋白集中表達(dá)于耳蝸IHC基底外側(cè)部，是IHC突觸前結(jié)構(gòu)的重要組成部分[19]。近年來，ECochG被提出可明確此種疾病在耳蝸電位和聽神經(jīng)電位中的更多細(xì)節(jié)，以期揭示聽覺功能障礙的病理生理機(jī)制。Santarelli,R等[20]回顧了攜帶兩個(gè)OTOF基因突變的先天性極重度耳聾兒童的聽力學(xué)和電生理結(jié)果，發(fā)現(xiàn)其ECochG有不同的表現(xiàn)特點(diǎn)，根據(jù)波形可分為3種模式：A模式?jīng)]有記錄到CAP，僅記錄到延長響應(yīng)的波形；B模式在高強(qiáng)度刺激下能記錄到CAP，但較正常人的波峰??；C模式記錄到SP，振幅和潛伏期與正常人相同，但CAP在2-3S才被記錄到。以上結(jié)果提示OTOF突變患者耳蝸病變的部位在突觸前，而此類患者耳蝸植入后有良好的效果[21,22]，進(jìn)一步驗(yàn)證了ECochG所顯示的結(jié)果。

因此，通過ECochG不僅能夠?yàn)锳N的診斷提供更精確的耳蝸定位信息，而且能在AN的治療以及干預(yù)過程中發(fā)揮重要的作用。

3.2 HHL

HHL的基礎(chǔ)和臨床研究是近年來研究的熱點(diǎn)課題。噪聲暴露、衰老以及耳毒性藥物是目前明確能引起HHL的3種危險(xiǎn)因素[23]。目前認(rèn)為，噪聲性HHL主要與谷氨酸（glutamate,Glu）的雙重作用相關(guān)：Glu是目前公認(rèn)的一種興奮性傳入神經(jīng)遞質(zhì)，存在于耳蝸IHC與I型SGNs周圍樹突之間，具有對突觸后膜的營養(yǎng)作用；然而，當(dāng)Glu過度釋放后，產(chǎn)生的興奮性毒性作用使IHC與I型SGNs周圍樹突之間的突觸及聽神經(jīng)出現(xiàn)水腫、形成空泡，甚至變性壞死[24]。孫勍等[25]發(fā)現(xiàn)豚鼠噪聲暴露耳的外淋巴液中Glu含量明顯升高；CM幅度下降，并且I/O曲線非線性特點(diǎn)消失，表征著OHC受損；同時(shí)CAP明顯閾移，閾值升高，以上結(jié)果表明噪聲促使Glu過度釋放，其所產(chǎn)生的興奮毒性造成了突觸的損傷，是引起CAP明顯閾移的原因。此外，對活體豚鼠全耳蝸灌流人工外淋巴液以及不同濃度的外源性Glu 2小時(shí)后，發(fā)現(xiàn)僅灌流外源性Glu的豚鼠的形態(tài)學(xué)及耳蝸電位發(fā)生變化：耳蝸IHC及傳入神經(jīng)纖維出現(xiàn)空泡現(xiàn)象，CM幅度雖有下降，但仍呈非線性特點(diǎn)，兩組CAP閾值均顯著增大，提示外源性Glu可以引起耳蝸IHC及傳入神經(jīng)的損傷，且損傷的程度與Glu濃度呈正相關(guān)，但對OHC沒有影響[26]。此外，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)CBA小鼠的耳蝸突觸從4周齡開始隨年齡增長逐漸缺失，伴隨ABR波I幅度下降，而ABR的閾值以及DPOAE仍正常（耳蝸OHC沒有缺失），提示年老會(huì)引發(fā)耳蝸傳入通路的退化，最終導(dǎo)致年齡相關(guān)的HHL[27]。耳毒性藥物所致的HHL也有相似的表現(xiàn)：南美栗鼠使用卡鉑后，其OHC缺失并且伴隨CAP振幅的降低[28]?；谝陨蟿?dòng)物模型的研究發(fā)現(xiàn)，CAS病變可能是HHL發(fā)生的重要原因。

在臨床方面：Liberman等[7]對比了噪聲暴露高風(fēng)險(xiǎn)和低風(fēng)險(xiǎn)大學(xué)生的耳蝸功能檢查，發(fā)現(xiàn)純音聽閾正常的噪聲暴露高風(fēng)險(xiǎn)組，其ECochG中SP/AP值較低風(fēng)險(xiǎn)組明顯升高，同時(shí)其在噪聲環(huán)境或在時(shí)間壓縮和混響條件下的言語識別能力較差。此外，Kara,E等[29]發(fā)現(xiàn)常規(guī)純音聽閾正常的耳鳴組與無耳鳴的正常組相比，雙耳ECochG的SP/AP增加。以上研究結(jié)果均提示SP/AP值可以作為早期發(fā)現(xiàn)HHL的一個(gè)指標(biāo)，有助于HHL的診斷。然而，HHL致病機(jī)制的研究仍存在諸多疑點(diǎn)，各種誘發(fā)因素在病變過程中的作用也尚不清楚；臨床上對HHL進(jìn)行系統(tǒng)檢測并作出診斷的條件也尚未成熟[30]。

綜上所述，CAS病變與ECochG反應(yīng)的耳蝸功能改變是同步的。因此，通過ECochG中耳蝸電位的變化可能提供更精確的耳蝸定位信息。

3.3 耳蝸死區(qū)病

臨床上，部分耳聾患者的聽力損失程度在助聽器可助聽范圍內(nèi)，但佩戴助聽器后其言語識別率不佳，甚至比佩戴前更差。英國學(xué)者M(jìn)oore認(rèn)為這一現(xiàn)象可能與耳蝸死區(qū)有關(guān)，即耳蝸中IHC和/或聽神經(jīng)不能正常發(fā)揮功能的區(qū)域[31]。正常情況下IHC將基底膜上的機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)化為電信號，由聽神經(jīng)將電信號上傳至大腦中樞；當(dāng)存在耳蝸死區(qū)時(shí)，該區(qū)域毛細(xì)胞換能受限，影響患者的言語可懂度[32]。均衡噪聲閾值（threshold equalizing noise,TEN）測試是目前診斷耳蝸死區(qū)的主要方法，然而僅僅采用主觀的檢查方法所得到的結(jié)果還不夠全面。此外，耳蝸死區(qū)病也是CAS病變的一種表現(xiàn)，ECochG檢查可以客觀驗(yàn)證這一結(jié)果，但目前尚無ECochG在耳蝸死區(qū)病變表現(xiàn)特征的文獻(xiàn)報(bào)道，因此在耳蝸死區(qū)病中開展ECochG這一客觀檢查的相關(guān)研究就顯得尤為迫切和重要。

4 小結(jié)

臨床上，評價(jià)CAS功能需要整合許多方法和指標(biāo)來進(jìn)行相互印證。結(jié)構(gòu)決定功能，當(dāng)CAS病變時(shí)，與CAS結(jié)構(gòu)相關(guān)的功能也應(yīng)該隨之改變，而不僅僅只表現(xiàn)為言語識別率的改變。而對于耳蝸死區(qū)病變，目前主要關(guān)注其言語識別率的表現(xiàn)，至今仍無ECochG對其的客觀評估。ECochG具有客觀性、靈敏性等優(yōu)點(diǎn)，其近場記錄的方式能得到較高信噪比的波形。對AN患者以及HHL患者行ECochG檢測能夠精準(zhǔn)定位突觸病變的部位，通過病史、噪聲暴露史、以及年齡因素等能初步判斷HHL的損傷機(jī)理，并且在HHL的防治上可通過ECochG來判斷聽功能的恢復(fù)情況。通過ECochG等客觀檢查聯(lián)合擴(kuò)展高頻等主觀檢查對耳蝸突觸病變進(jìn)行綜合評估更具科學(xué)性。因?yàn)镋CochG中CAP的N1和ABR的波I同源，故臨床上可先通過ABR波I這一客觀指標(biāo)來輔助耳蝸傳入突出病變的診斷。

致謝：本綜述是在李興啟教授悉心指導(dǎo)下寫作，在此衷心感謝李興啟教授及趙立東教授的指導(dǎo)與幫助。